鋰資源短缺且價(jià)格高昂，實(shí)現(xiàn)廢舊電池的高效再生利用迫在眉睫

時(shí)間:2022-11-16 10:37來(lái)源:中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng) 作者:禾木
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       當(dāng)前，磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能在電化學(xué)儲(chǔ)能中占比超過(guò)90%，且占比仍在持續(xù)上升，由于當(dāng)前尚未有其他類型電池具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件，鋰資源短缺和價(jià)格高昂是當(dāng)前乃至未來(lái)制約我國(guó)電化學(xué)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要因素。
 
       隨著電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展，鋰資源備受各國(guó)重視，成為重要的戰(zhàn)略資源。我國(guó)是世界最大的鋰電池生產(chǎn)國(guó)，鋰資源對(duì)外依賴度高達(dá)70%。隨著國(guó)際局勢(shì)的動(dòng)蕩和地緣政治的不確定性，鋰電池也成為部分國(guó)家制衡對(duì)抗的“武器”。近期，加拿大政府要求中礦資源、盛新鋰能、藏格礦業(yè)三家中國(guó)公司剝離其在加拿大的資產(chǎn)，未來(lái)如何實(shí)現(xiàn)鋰資源的自主可控是亟需解決的問(wèn)題。與此同時(shí)，隨著鋰資源的短缺，疊加海外鋰精礦拍賣(mài)價(jià)格上漲等因素，電池級(jí)碳酸鋰價(jià)格也不斷突破新高，四季度以來(lái)，在突破50萬(wàn)元/噸后持續(xù)快速上漲，目前價(jià)格已經(jīng)接近60萬(wàn)元/噸。
 
       毫無(wú)疑問(wèn)，降低成本是實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)商業(yè)化、規(guī)模化應(yīng)用的先決條件，而磷酸鐵鋰電池價(jià)格在儲(chǔ)能電站的建設(shè)成本占比超過(guò)50%，正極材料在電池價(jià)格占比接近50%，鋰在電池綜合價(jià)格中的高占比使得電化學(xué)儲(chǔ)能行業(yè)呈現(xiàn)出“資源控制型”的特征，而技術(shù)創(chuàng)新對(duì)降低初始投資成本的作用則稍低。鋰資源短缺和價(jià)格高昂也讓未來(lái)的電化學(xué)儲(chǔ)能安全長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展充滿不確定性，《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》提出到2025年電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)成本降低30%以上的目標(biāo)，如何實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)將是較大的挑戰(zhàn)。
 
       面對(duì)鋰的難題，除了增加國(guó)內(nèi)的鋰資源自主供應(yīng)、堅(jiān)持儲(chǔ)能的多元化技術(shù)路線外，實(shí)現(xiàn)廢舊電池的高效綠色再生利用也是解決鋰資源短缺和價(jià)格高昂的重要手段。
 
       磷酸鐵鋰電池壽命與循環(huán)次數(shù)、使用方式、運(yùn)行環(huán)境溫度等因素相關(guān)，一般在5-10年居多，隨著電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能市場(chǎng)的爆發(fā)，未來(lái)行業(yè)將迎來(lái)動(dòng)力和儲(chǔ)能電池的大批量退役或報(bào)廢。寧德時(shí)代、比亞迪、億緯鋰能等電池廠家和格林美第三方企業(yè)也紛紛布局廢舊磷酸鐵鋰電池的回收業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)電池產(chǎn)業(yè)鏈的閉環(huán)布局。
 
       2021年之前，由于碳酸鋰價(jià)格較低，磷酸鐵鋰回收并不具備經(jīng)濟(jì)性，市場(chǎng)規(guī)模也較小。去年下半年來(lái)，隨著碳酸鋰價(jià)格的一路飆漲，廢舊磷酸鐵鋰電池回收經(jīng)濟(jì)性也日益明顯，據(jù)調(diào)研，目前廢舊磷酸鐵鋰電池的回收價(jià)格大概在2.5~3萬(wàn)/噸左右，鋰的回收率最高可達(dá)90%以上。
 
       由于磷酸鐵鋰的電化學(xué)活性屬性，電池自身原因或存儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)入A段處理不當(dāng)時(shí)，可能存在自燃的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在回收前首先需要進(jìn)行放電失活處理，例如通過(guò)鹽溶液對(duì)廢舊電池浸泡，其次對(duì)電池進(jìn)行拆解，將電池殼、負(fù)極材料、正極材料以及隔膜等部件拆解分離。
 
       目前，廢舊磷酸鐵鋰電池的回收主要針對(duì)正極材料，負(fù)極材料和電解液的回收附加值較低、回收成本高等因素尚未引起市場(chǎng)的重視。正極材料回收工藝主要可分為火法冶金、濕法冶金以及直接再生工藝等方法。根據(jù)深圳大學(xué)等高校、科研單位的研究介紹，火法工藝操作簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求不高，但存在耗能高、回收率低且易造成環(huán)境污染等問(wèn)題；濕法冶金工藝較為成熟且能夠有針對(duì)性地進(jìn)行選擇性回收，回收產(chǎn)物通常純度較高，缺點(diǎn)是工藝流程復(fù)雜，對(duì)設(shè)備要求較高，能耗較大且成本較高；再生工藝能夠更簡(jiǎn)單、有效地修復(fù)正極材料使其恢復(fù)原有的電化學(xué)性能，但除雜是難點(diǎn)。目前，濕法冶金的商業(yè)化程度較高。
 
       當(dāng)前，不管是行業(yè)上游鋰礦企業(yè)，亦或中游電池企業(yè)，還是下游動(dòng)力汽車廠商和儲(chǔ)能集成商，甚至終端用戶，都陷入對(duì)鋰的無(wú)限焦慮。尋找價(jià)格低廉、綠色環(huán)保和回收率高的技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)廢舊磷酸鐵鋰電池的高效再生利用是解決當(dāng)前鋰資源短缺和價(jià)格高昂的重要手段，降低廢舊電池對(duì)環(huán)境的影響，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 電池 電池回收 鋰資源
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